Transport Odpadów Promieniotwórczych

Wypalone paliwo reaktorowe, schłodzone w basenie przyreaktorowym musi być przetransportowane do zakładów przerobu lub do magazynów paliwa wypalonego. Obiekty te znajdują się poza terenem elektrowni jądrowej, więc przewóz paliwa wypalonego składa się z czterech etapów:

• załadowanie pojemnika w elektrowni i przygotowanie do transportu,
• transport pojemnika z paliwem wypalonym,
• rozładowanie pojemnika w zakładzie (lub w magazynie),
• transport pustego pojemnika do elektrowni.

Transport wszelkiego rodzaju materiałów radioaktywnych podlega bardzo ostrym przepisom, które oparte są na zaleceniach zawartych w publikacji: "Zasady bezpiecznego przewozu materiałów radioaktywnych" opracowanej przez MAEA w Wiedniu w 1961 r. "Zasady" te są systematycznie uzupełniane i unowocześniane. Rys. [13]

Materiały promieniotwórcze transportowane są samolotami, koleją, samochodami i statkami. Wszystkie pojazdy używane do przewozu powinny być oznakowane nalepką ostrzegawczą z charakterystyczną czarną "koniczynką". Umieszczona na nalepce cyfra jest międzynarodowym oznaczeniem materiałów promieniotwórczych przyjętym przez ONZ. Rys. [13]

W zależności od zagrożenia jakie stwarzają przesyłki oznakowane są różnymi nalepkami. Rodzaj nalepki odpowiada jednej z trzech kategorii transportowych: I-WHITE, II-YELLOW, III-YELLOW. Im więcej pasków na nalepce tym bardziej przesyłka jest niebezpieczna. Rys. [13]

Na pojeździe powinien znajdować się również znak ostrzegawczy w postaci prostokątnej pomarańczowej tablicy, na której umieszczone są liczby określające numer rozpoznawczy materiału i numer rozpoznawczy zagrożenia wg klasyfikacji ONZ. Rys. [13]

Materiały promieniotwórcze podzielone zostały na grupy zwane kartami, biorąc pod uwagę potencjalne zagrożenie radiacyjne jakie mogą one stwarzać podczas przewozu w sytuacjach awaryjnych. Obecnie mamy 14 kart.

Poniższa tabela przedstawia zestawione obowiązujące oznaczenia liczbowe [9],[10]:

Karta	Nr rozpoznawczy ONZ	Nazwa materiału
1	2910	Materiały promieniotwórcze, wyłączona przesyłka - materiały w ograniczonej ilości
2	2911	Materiały promieniotwórcze, wyłączona przesyłka - przyrządy lub przedmioty przemysłowe
3	2909	Materiały promieniotwórcze, wyłączona przesyłka - przedmioty przemysłowe z uranu naturalnego lub uranu zubożonego lub z toru naturalnego
4	2008	Materiały promieniotwórcze, wyłączona przesyłka - próżne opakowania
5	2912	Materiały promieniotwórcze o niskiej aktywności właściwej (LSA-I), nierozszczepialne lub rozszczepialne wyłączone
6	3321	Materiały promieniotwórcze o niskiej aktywności właściwej, (LSA-II) nierozszczepialne lub rozszczepialne wyłączone
7	3322	Materiały promieniotwórcze o niskiej aktywności właściwej (LSA-III), nierozszczepialne lub rozszczepialne wyłączone
8	2913	Materiały promieniotwórcze, przedmioty skażone powierzchniowo (SCO-I, SCO-II), nierozszczepialne lub rozszczepialne wyłączone
9	2915	Materiały promieniotwórcze w przesyłkach typu A w postaci niespecjalnej, nierozszczepialne lub rozszczepialne wyłączone
9	3332	Materiały promieniotwórcze w przesyłkach typu A w postaci specjalnej, nierozszczepialne lub rozszczepialne wyłączone
10	2916	Materiały promieniotwórcze w przesyłkach typu B (U), nierozszczepialne lub rozszczepialne wyłączone
11	2917	Materiały promieniotwórcze w przesyłkach typu B (M.), nierozszczepialne lub rozszczepialne wyłączone
12	3323	Materiały promieniotwórcze w przesyłkach typu C, nierozszczepialne lub rozszczepialne wyłączone
14	2919	Materiały promieniotwórcze przewożone w specjalnych warunkach, nierozszczepialne lub rozszczepialne wyłączone
14	2918	Materiały promieniotwórcze, sześciofluorek uranu, nierozszczepialne lub rozszczepialne wyłączone
6+13	3324	Materiały promieniotwórcze o niskiej aktywności właściwej (LSA-II), rozszczepialne
7+13	3325	Materiały promieniotwórcze o niskiej aktywności właściwej (LSA-III), rozszczepialne
8+13	3326	Materiały promieniotwórcze, przedmioty skażone powierzchniowo (SCO-I, SCO-II), rozszczepialne
9+13	3327	Materiały promieniotwórcze w przesyłkach typu A, postać niespecjalna, rozszczepialne
9+13	3333	Materiały promieniotwórcze w przesyłkach typu A, postać specjalna, rozszczepialne
10+13	3328	Materiały promieniotwórcze w przesyłkach typu B (U), rozszczepialne
11+13	3329	Materiały promieniotwórcze w przesyłkach typu B (M.), rozszczepialne
12+13	3330	Materiały promieniotwórcze w przesyłkach typu C, rozszczepialne
14+13	3331	Materiały promieniotwórcze, specjalne układy, rozszczepialne

Główną zasadą zaleceń i przepisów jest wyeliminowanie ryzyka przewozu materiałów promieniotwórczych dzięki odpowiednim opakowaniom.

Typ opakowania w jakim przewozi się materiał promieniotwórczy zależy od rodzaju materiału, jego objętości, ilości, postaci fizycznej i aktywności. Dlatego też poszczególne typy opakowań muszą być inaczej skonstruowane i posiadać inne parametry wytrzymałościowe. Zanim zostaną dopuszczone do stosowania są poddawane surowym testom mechanicznym (ściskanie; upadek z wysokości 9m na twarde, betonowe podłoże; upadek z wysokości 1m na stalowy trzpień o średnicy 15cm, wystający z podłoża na 20cm), termicznym (odporność na podwyższoną temperaturę - 30 min. w temp. 800^oC), zanurzeniowym (zanurzenie na 8h na głębokości 15m).

W USA wykonano dodatkowe próby z pojemnikami, jak: uderzenie w betonową ścianę platformy z pojemnikiem rozpędzonej do 130km/h, zrzucenie pojemnika z helikoptera z wysokości - prędkość spadania w pobliżu powierzchni ziemi ok. 400 km/h.

W Wielkiej Brytanii wykonano próby wytrzymałości pojemnika polegające na ustawieniu platformy z pojemnikiem na przejeździe kolejowym i uderzeniu w nią ciężkiej lokomotywy rozpędzonej do prędkości 131 km/h. Pojemnik spełnił oczekiwane wymagania nie rozszczelniając się.

Paliwo wypalone jest bardzo silnym źródłem promieniowania emitowanego przez produkty rozszczepienia i ich pochodne, dlatego w pojemniku muszą być wbudowane odpowiednie osłony np. ze stali, ołowiu.

W poniższej tabeli zestawione są możliwe niebezpieczeństwa związane z transportem wypalonego paliwa w pojemnikach oraz środki przeciwdziałania, które się podejmuje [2].

Rodzaj ryzyka

Środki przeciwdziałania

Krytyczność Przegrzanie Kontaminacja Promieniowanie

Ograniczenie ilości materiałów rozszczepialnych Sztywna konstrukcja geometryczna paliwa we wnętrzu pojemników Użycie trucizn neutronowych Użycie we wnętrzu pojemnika materiałów dobrze odprowadzających ciepło Chłodzenie wodne pojemników Użebrowanie zewnętrznej powierzchni pojemników Gładkie powierzchnie zewnętrzne pojemników Specjalne technologie przeładunków Użycie separatora na zestawy paliwowe w pojemnikach Promieniowanie b i g: osłony z ołowiu, stali, zubożonego uranu, betonu itd. Promieniowanie neutronowe: osłony wodne, z drzewa, sztucznego tworzywa itd.

W zależności od stopnia zagrożenia otoczenia w razie wypadku podczas przewiduje się stosowanie poniższych typów pojemników transportowych.

1. Pojemnik transportowy klasy B.

Używany do przewozu najbardziej radioaktywnych materiałów (np. wypalone paliwo jądrowe, źródła promieniotwórcze o bardzo dużej aktywności, wysokoaktynowe odpady promieniotwórcze). Pojemnik ten charakteryzuje się podwyższoną wytrzymałością mechaniczną i termiczną. Musi zapewniać szczelność i osłonność ładunku nawet podczas poważnych wypadków transportowych. Poddawany szczególnie surowym testom mechanicznym i zanurzeniowym. Ponadto musi uzyskać certyfikat wydany przez właściwe organa dozoru jądrowego i ochrony radiologicznej danego kraju. Rys. [13]

2. Pojemnik transportowy klasy A.

Służy do przewożenia nieszkodliwych materiałów promieniotwórczych lub materiałów średnioaktywnych w niewielkich ilościach. Pojemnik ten musi zapewnić szczelność, odporność na deszcz i upadek z pojazdu, osłonność ładunku w przypadku mniejszych wypadków transportowych. Zakłada się jednak, że opakowanie może zostać uszkodzone w czasie transportu a jego zawartość wydostać się na zewnątrz. Dlatego przepisy określają maksymalną ilość substancji promieniotwórczych, które mogą być przewożone w tego typu opakowaniach, przy których ryzyko napromienienia lub skażenia jest bardzo niewielkie. Poddawany jest testom wytrzymałościowym, ale nie tak surowym jak opakowania typu B. Rys. [13]

3. Opakowanie przemysłowe (IP).

Służy do transportu materiałów o niskiej aktywności lub przedmiotów skażonych powierzchniowo (np. rud radioaktywnych, niskoaktywnych odpadów promieniotwórczych). Zawarta w nim mała ilość substancji promieniotwórczych stanowi w sytuacjach awaryjnych niewielkie zagrożenie dla ludzi i środowiska. Poddawane jest niektórym testom wytrzymałościowym. Rys. [13]

4. Opakowanie tzw. wyłączone.

Używane do transportu maleńkich ilości materiałów promieniotwórczych np. radiofarmaceutyków czy urządzeń zawierających źródła promieniotwórcze o bardzo małej aktywności (izotopowe czujniki dymu, przyrządy pomiarowe). Są to m.in. pudełka kartonowe, pojemniki z tworzyw sztucznych czy metalowe puszki. Przewóz tych opakowań odbywa się na znacznie złagodzonych warunkach. Nie muszą mieć nalepek ostrzegawczych, ale wewnątrz powinna znajdować się informacja o przewożonym materiale. Rys. [13]

Przy ocenie stopnia bezpieczeństwa transportu paliwa wypalonego określa się prawdopodobieństwo wystąpienia awarii, prowadzącej do uwolnienia substancji radioaktywnych, i analizuje jej skutki. W USA w roku 1973 dokonano oceny ryzyka wystąpienia awarii podczas transportu i prawdopodobieństwo to oceniono na 2,3×10^-6 awarii na 1 milę drogi [1]. Na tę wartość składają się prawdopodobieństwa wystąpienia awarii o różnym stopniu zagrożenia ocenione następująco: awarie niezbyt groźne - 2×10^-6, średnio groźne - 3×10^-7, groźne - 8×10^-9, bardzo groźne - 2×10^-11, nadzwyczaj groźne - 1×10^-13. Tak więc ogromna większość awarii to niezbyt groźne, zupełnie nieszkodliwe awarie.

Większość specjalistów jest zdania, że przy zachowaniu wszystkich zalecanych środków ostrożności przy konstrukcji pojemników i przy ich transportowaniu, prawdopodobieństwo groźnych awarii w czasie transportu jest znikomo małe.

Dotychczas dokonano już dziesiątków tysięcy przewozów napromieniowanego paliwa drogami publicznymi, koleją, transportem powietrznym, i w żadnym przypadku nie doszło do poważniejszej awarii, która spowodowałaby zagrożenie radiacyjne dla otoczenia.

Początek strony